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负反馈放大电路的基本原理

时间:2023-03-14 11:27来源:未知 作者:admin 点击:
一、负反馈放大电路的基本原理 所谓反馈,就是在 电子 系统中把输出回路的电量( 电流 、电压)馈送到输入回路的过程。如果引入反馈后,电路的增益变小了,这种反馈一般称为负反馈

一、负反馈放大电路的基本原理

所谓反馈,就是在电子系统中把输出回路的电量(电流、电压)馈送到输入回路的过程。如果引入反馈后,电路的增益变小了,这种反馈一般称为负反馈。下面分别对四中常用类型的反馈组态进行仿真分析。

1.1,电压串联负反馈电路

电压串联负反馈电路如图一所示。基本放大电路就是一只集成运放,这里我们选用的型号是LM307H,并用一个开关来控制电路有无反馈的存在。开关方向的说明如下:当开关拨向左边时,表示无反馈;当开关拨向右边时,接入反馈电路。用一个示波器来观察反馈的情况。其中,输入信号V1是一个交流电压源信号。示波器A通道连接输入信号【红色】;B通道连接输出信号【蓝色】。

负反馈放大电路的基本原理

图一:电压负反馈电路

开关拨向左边时,没有负反馈,输入、输出的波形信号如图二所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形已经严重失真。

负反馈放大电路的基本原理

图二:波形失真严重波形

开关拨向右边时,加入负反馈,输入、输出的波形信号如图三所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形没有失真。但是输出信号幅度相比无反馈变小了,与理论相符。

负反馈放大电路的基本原理

图三:波形没有失真

1.2,电压并联负反馈电路

电压并联负反馈电路如图四所示。基本放大电路就是一只集成运放,这里我们选用的型号是LM307H,并用一个开关来控制电路有无反馈的存在。开关方向的说明如下:当开关拨向左边时,表示无反馈;当开关拨向右边时,接入反馈电路。用一个示波器来观察反馈的情况。其中,输入信号V1是一个交流电压源信号。示波器A通道连接输入信号【红色】;B通道连接输出信号【蓝色】。

负反馈放大电路的基本原理

图四:电压并联负反馈电路

开关拨向左边时,没有负反馈,输入、输出的波形信号如图五所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形已经严重失真。

负反馈放大电路的基本原理

图五:波形严重失真

开关拨向右边时,加入负反馈,输入、输出的波形信号如图六所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形没有失真。但是输出信号幅度相比无反馈变小了,与理论相符。

负反馈放大电路的基本原理

图六:波形无失真

1.3,电流串联负反馈电路

电流串联负反馈电路如图七所示。基本放大电路就是一只集成运放,这里我们选用的型号是LM307H,并用一个开关来控制电路有无反馈的存在。开关方向的说明如下:当开关拨向左边时,表示无反馈;当开关拨向右边时,接入反馈电路。用一个示波器来观察反馈的情况。其中,输入信号V1是一个交流电压源信号。示波器A通道连接输入信号【红色】;B通道连接输出信号【蓝色】。

负反馈放大电路的基本原理

图七:电流串联负反馈电路

开关拨向左边时,没有负反馈,输入、输出的波形信号如图八所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形已经严重失真。

负反馈放大电路的基本原理

图八:失真严重波形

开关拨向右边时,加入负反馈,输入、输出的波形信号如图九所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形没有失真。但是输出信号幅度相比无反馈变小了,与理论相符。

负反馈放大电路的基本原理

图九:波形没有失真

1.4,电流并联负反馈电路

电流并联负反馈电路如图十所示。基本放大电路就是一只集成运放,这里我们选用的型号是LM307H,并用一个开关来控制电路有无反馈的存在。开关方向的说明如下:当开关拨向左边时,表示无反馈;当开关拨向右边时,接入反馈电路。用一个示波器来观察反馈的情况。其中,输入信号V1是一个交流电压源信号。示波器A通道连接输入信号【红色】;B通道连接输出信号【蓝色】。

负反馈放大电路的基本原理

图十:电流并联负反馈电路

开关拨向左边时,没有负反馈,输入、输出的波形信号如图十一所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形已经严重失真。

负反馈放大电路的基本原理

图十一:失真波形

开关拨向右边时,加入负反馈,输入、输出的波形信号如图十二所示。上边A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。可以看到,此时输出信号波形没有失真。但是输出信号幅度相比无反馈变小了,与理论相符。

负反馈放大电路的基本原理

图十二:无失真波形

二、负反馈放大电路的频带展宽和对失真的改善作用

我们构建的负反馈放大器仿真电路如图十三所示。R5为反馈电阻,电容C1是旁路电容,它的接上与否,决定了电路有无反馈。其中输入信号V1是一个交流电压源。示波器A通道接入输入信号,B通道接输出信号。

负反馈放大电路的基本原理

图十三负反馈放大器电路

2.1,负反馈对失真的改善作用

首先接上电容C1,即没有交流负反馈。打开示波器显示面板,按下仿真按钮,示波器的显示波形,如图十四所示。

负反馈放大电路的基本原理

图十四:失真波形

上面A通道的波形是输入信号波形,下面B通道是输出信号波形。可以看出,此时输出信号波形已经失真。此时断开电容C1,加入交流负反馈,按下仿真按钮,示波器的显示波形如图十五所示。

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图十五:无失真波形

上面A通道的波形是输入信号波形,下面B通道是输出信号波形。可以看出,此时输出信号波形无失真。

通过仿真实验,我们得到这样一个结论:负反馈对失真是有很好的改善作用的。

2.2 负反馈放大器电路的频带真宽的改善作用

再来看负反馈放大电路的频带展宽的改善作用,首先接上C1,即没有交流负反馈。打开波特图显示面板,按下仿真按钮,波特图显示幅频特性,如图十六所示。

负反馈放大电路的基本原理

图十六:无负反馈幅频特性

此时在断开C1电容,加入交流负反馈,按下仿真按钮,波特仪显示的幅频特性曲线,如图十七所示。

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图十七:负反馈幅频特性曲线

可以看到,加入交流负反馈之后,电路的频带宽度明显增加。所以负反馈对频带的展宽具有明显的改善作用。

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